redis面试必备
2025-09-09 09:53:47 0 举报AI智能生成
Redis，作为高性能的key-value数据库，其面试必备内容涵盖了数据结构、持久化策略、应用场景以及性能优化等关键知识点。掌握Redis核心原理，如它的单线程模型、内部数据结构类型（例如：String、List、Set、Sorted Set和Hash），以及这些数据结构所支持的原子操作，对于应聘者至关重要。同时，面试官也会期待应聘者对Redis的持久化机制有深入理解，包括RDB快照和AOF日志记录方式，并了解它们在实际应用中的权衡与选择。此外，对于Redis的分布式特性，比如哨兵模式(Sentinel)和集群模式(Cluster)，以及高可用和扩展性的理解，也是面试时的重要考察点。能够结合具体场景谈论Redis的使用经验，如何根据实际需要选择合适的数据结构和调优技巧，将为面试者加分。对最新版本的新特性有跟踪和实践，如Redis 6的ACL（访问控制列表）功能，也是面试中的亮点。总之，一份扎实的Redis理论知识和实践经验，将使应聘者在面试中更加出色。
作者其他创作
大纲/内容
数据结构
字符串string
动态字符串SDS
结构
存储了字符串长度len,获取字符长度复杂的是O(1)
free,记录buf没有使用的空间
buf[]，存储字符串，长度是len+free+1
特点
自动扩展和释放内存
可以直接存储二进制数据
支持动态调整大小
缓冲区溢出保护：会在最后加上\0作为结束标识，，可以防止缓冲区的溢出问题
惰性空间释放
当SDS缩短字符串时，并不会立即释放多余的空间，而是将多余的空间保留下来，以备后续的再利用。这种惰性空间释放的策略可以减少内存分配和释放的开销，提高内存利用率。
列表list
双端链表
结构
链表主属性
len:当前链表长度
head:头节点指针
tail:尾结点指针
节点的结构
prev指针
next指针
value
特点
顺序插入
LPUSH：头部插入一条记录
RPUSH：尾部插入一条记录
压缩链表：数据量少的时候会使用压缩列表
分配一块连续的内存，将元素紧挨着存放
因为链表需要prev和next指针，在数据量少的时候，更费空间
快速列表
结合压缩列表和双端列表的特点
结构
多个压缩列表用双端链表连接
每个快速列表的节点
当节点中的数据满足一定条件时，快速列表会启用压缩功能，对节点中的数据进行压缩，以进一步节省内存空间。
哈希表Hash
字典(hashtable)
当键值对的数量特别多，或者键值对的键和值特别长的时候会选择用hashtable
优点
高效的插入和删除
支持动态扩容
缺点
内存空间占用较大
不适合键值对比较少，且键值对的键和值都不长的情况，会比较浪费空间
压缩列表
哈希表中的键值对数量较小或者且每个键值的长度都比较短，这时候就会选择压缩列表
优点
节省空间
适合小型数据的存储和访问
缺点
插入和删除效率比较低
不支持动态扩容，当数据量达到一定量之后会重新分配内存空间并重键压缩列表，这时候有可能会重建位hashtable
集合Set
字典(hashtable)
集合是通过hashtable实现的
其中集合的元素存储在字典的键中，而字典的值则被设置为 NULL。
特点
无序：集合中的元素是无序的，即元素的存储顺序是不确定的。
唯一性：集合中不允许重复的元素，每个元素只能出现一次。
应用场景
存储唯一的用户 ID、标签、标识符等。
进行交集、并集、差集运算，用于数据分析、统计等。
有序集合Zset
压缩列表
元素较少或元素较小的时候会使用压缩列表
Zset 键值对数量少于 128 个
每个元素的长度小于 64 字节
跳表
元素较多或元素较大的时候会使用跳表
当开始的时候插入元素较少且元素较小，会使用压缩列表，但是出入的元素特别多，或者元素特别大的时候会重建位跳表，反过来不会
结构
跳表是基于链表加上多级索引实现的，可以理解为多级链表
跳表通过维护多级索引，每个级别的索引都是原始列表的子集
结构类似MySQL的B+树
B+ Tree的查询复杂度也是O(log n)，但由于其实现较为复杂，所以在实际使用中通常用于数据库系统等需要高效读写的场景中。
平衡二叉树/红黑树
为什么不选择呢，因为插入和删除比较消耗性能，需要保持树的平衡
特点
高效的有序数据存储和检索功能。
时间复杂度方面：大部分情况下，跳跃表的效率和平衡树媲美；
数据淘汰策略：当内存不足时，redis会根据预先设定了淘汰策略删除键，redis内存到达配置的maxmemory限制时，会触发内存淘汰策略
LRU（Least Recently Used最近最少使用）：LRU策略会删除最近最少被访问的键。
LFU（Least Frequently Used最不经常使用）：LFU策略会删除最不经常被访问的键。
TTL（键的过期时间）：TTL策略会删除已经过期的键。
随机删除：随机删除策略会随机选择一些键进行删除。
淘汰固定数量的键：淘汰固定数量的键策略会选择要删除的键的数量
过期键删除
惰性删除:调用的时候才删除
定期删除：默认10秒随机抽查一部分，删除过期的
内存碎片管理
遍历内存空间
合并相邻的空闲内存块
移动数据
如果有必要，Redis可能会将数据从一个内存块移动到另一个内存块，以便更好地组织内存空间。这个过程可能会比较耗时，因为需要将数据从一个位置复制到另一个位置。
释放不再使用的内存块
单线程模式
瓶颈：redis的瓶颈通常不是CPU，而是内存和网络带宽
优点
没有上下文切换
单线程模式保证了一次只有一个数据处理，不需要锁机制，，避免了多线程中的锁竞争和死锁问题
内存操作，更高的内存读写速度
非阻塞I/O多路复用技术(默认使用的epoll)：因为是单线程的，无法充分利用多核处理器的性能优势，
在一个线程内监听多个socket连接，，当收到请求的时候再逐一处理
使得单线程实现高并发场景
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